Die Anwendung von selbstverdichtendem Beton (SVB) bietet in der baupraktischen Umsetzung ökologische und ökonomische Vorteile. Ein sicheres Anwenden erfordert neben geeigneten Betonrezepturen und Herstellverfahren die Kenntnis der mechanischen Festbetoneigenschaften sowie deren Auswirkungen auf das Bauteilverhalten. Während eine Reihe von Kleinkörperversuchen vorliegen, fehlen Bauteilversuche, um die Extrapolation der Materialmodelle auf reale Bauteilabmessungen zu überprüfen. Im Beitrag werden Ergebnisse von Biege- und Querkraftversuchen an Trägern aus selbstverdichtendem Beton mit denen aus Normalbeton (NSC) verglichen und die Änderungen im Tragverhalten diskutiert. Darüber hinaus werden Erfahrungen bei den ersten Anwendungen des untersuchten SVB in der Baupraxis vorgestellt.

Bei dünnwandigen Konstruktionen kann das örtliche Beulen des Querschnittes die Tragfähigkeit beeinflussen. Örtliches Beulen vermindert dann nicht nur die Querschnittstragfähigkeit, sondern wirkt sich auch auf das globale Stabilitätsverhalten aus. Bei Biegung um die y-Achse kann bei I-Profilen global Biegedrillknicken auftreten. Um ein Verfahren beurteilen zu können, das rechnerisch das Biegedrillknicken berücksichtigt, ist es zunächst erforderlich, die Querschnittstragfähigkeit eines örtlich beulenden I-Profils zutreffend zu beschreiben. Zur Klärung wurden deshalb Versuche am Fachgebiet Stahlbau der TU Berlin durchgeführt. Ergänzende FE-Berechnungen erlauben es, den Einfluß von Imperfektionen zu quantifizieren. So kann eine neue Beulkurve der Verfasser für dreiseitig gelagerte Querschnittselemente auch für den hier vorliegenden Fall experimentell abgesichert werden. Darauf aufbauend werden Versuche aus der Literatur, bei denen Biegedrillknicken auftrat, ausgewertet. Es wird gezeigt, daß eine modifizierte Q-Faktor-Methode die Tragmomente zufriedenstellend wiedergibt.

Die alleinige Belastung eines dünnwandigen I-Profils durch Biegung um die schwache Achse ist gut geeignet, die Güte der Methode der wirksamen Breite zu prüfen. Sowohl die Aufteilung der wirksamen Breiten als auch die Berücksichtigung plastischer Bereiche wirkt sich hier signifikant aus. Am Fachgebiet Stahlbau der TU Berlin wurden deshalb 16 Versuche zur Klärung durchgeführt und ein geeignetes FEM-Modell für weitere Studien entwickelt. Die Ergebnisse werden mit den Regelungen der DIN 18 800 und des Eurocode 3 sowie einem neuen Ansatz von Brune verglichen. Darauf aufbauend wird ein eigener Berechnungsansatz vorgestellt, der die Tragmomente befriedigend annähert.

In neuester Literatur werden Zweifel geäußert, ob die in DIN 18800 und Eurocode 3 verwendete Winter-Kurve ausreichend den Einfluß von Imperfektionen auf das Tragverhalten normalspannungsbeanspruchter, beulgefährdeter Querschnittselemente berücksichtigt. Basierend auf früheren Forschungsarbeiten und eigenen Untersuchungen werden Einflüsse der Lagerung, des Seitenverhältnisses und von Eigenspannungen auf die Traglast diskutiert. Es ergibt sich ein Widerspruch zwischen numerisch ermittelten Traglasten und den empirischen Erfahrungswerten. Dieser kann nur dadurch aufgelöst werden, daß anstatt von schlimmstmöglichen, nur anregende Imperfektionen in Ansatz gebracht werden. Eine Zuschärfung der in den Normen verwendeten Beulkurven wird als nicht notwendig erachtet.

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Nach einem Rückblick auf die bisherige Entwicklung des Bruchsicherheitsnachweises für Bogenstaumauern wird gezeigt, wie einfach die rechnerische Voraussage der Tragfähigkeit einer Bogenstaumauer unter Einwirkung des Wasserdrucks mit Hilfe des Fließgelenkverfahrens möglich ist. Die Nachrechnung des bisher einzigen Bruchversuchs an einer Bogenstaumauer in natürlicher Größe läßt die Treffsicherheit des neuen Rechenverfahrens deutlich erkennen. Ein Zahlenbeispiel erläutert die Anwendung des Rechenverfahrens in allen Einzelheiten.

Die Tragfähigkeit und das Setzungsverhalten von Pfählen in festen Böden und im Fels sind nicht nur von der undränierten Scherfestigkeit abhängig, siehe DIN 4014, sondern außerdem von der Scherfestigkeit in der Fuge zwischen Beton und umgebendem Gestein und damit von der Rauheit der Bohrlochwandung, vom Verformungsverhalten des umgebenden Mediums, von der Festigkeit des Gesteins selbst, vom Pfahldurchmesser und vom Betonierdruck. Langjährige Forschungen an der Monash University, Melbourne, zielen darauf ab, ein tieferes Verständnis für den Beitrag einzelner Faktoren auf das Tragverhalten von Bohrpfählen zu entwickeln. Diese Veröffentlichung soll die deutschsprachige Fachwelt auf verschiedene Aspekte dieser Forschungsarbeiten hinweisen und ein Rechenprogramm mit dem Namen "Rocket" vorstellen, in dem die verschiedenen Gesichtspunkte berücksichtigt sind und mit dem das Tragverhalten von Pfählen wirklichkeitsgetreu berechnet werden kann. Probebelastungesergebnisse aus Stuttgart wurden mit den Rechenergebnissen des Programms verglichen. Die Rechenergebnisse zeigen mit den gemessenen Tragfähigkeiten und Verformungen eine gute Übereinstimmung.

Im Zuge der europäischen Harmonisierung der technischen Normen werden die Festlegungen für Konstruktion und Ausführung von Stahlbetontragwerken in Eurocode 2 geregelt. Die Berechnung von Bauteilen, die vorwiegend auf Normalkraft beansprucht werden, können sowohl mit Hilfe von Näherungsverfahren als auch im Rahmen einer nichtlinearen Schnittgrößenermittlung durchgeführt werden. Anhand einer Parameterstudie an Einzelstützen, bei der die Materialgüte, die Schlankheit und die Ausmittigkeit der Normalkraftbeanspruchung variiert werden, werden die Rechenverfahren gegenübergestellt.

Die Anforderung immer schlankerer und filigraner Konstruktionen mit hohen Beanspruchungen führen konsequenterweise zum Einsatz von höherfesten Stählen. Maßgebend für den Einsatz höherfester Stähle sind neben Fragen der Stabilität und für Brücken u. ä. Ermüdung in erster Linie die Anschluss- und Verbindungsmöglichkeiten. Im Zuge vorheriger Forschungsvorhaben konnte bereits ein an höherfeste Stähle angepasstes Bemessungsmodell nach Rasche für Kehlnähte gleicher Grundwerkstoffe entwickelt werden. Offen war dabei das Vorgehen für Mischverbindungen, wenn also höherfeste Stähle wie S690 an normalfeste Stähle (z. B. S355) angeschlossen werden. Ziel des Forschungsvorhabens war daher, die Anwendbarkeit des bereits angepassten Bemessungsmodells für Kehlnähte aus normal- und höherfesten Baustählen zu überprüfen und ggf. zu erweitern. Dies soll zur Verbesserung der normativen Tragfähigkeit von Kehlnahtverbindungen bei Mischverbindungen in den Stahlbaunormen herangezogen werden und als Normenvorschlag in die Weiterentwicklung der europäischen Norm eingehen.

Load carrying capacity of fillet welds with mild carbon and high strength steel.
The requirement towards slender and more filigree constructions with high loadings consistently leads to the application of high strength steels. Decisive for the application of high strength steels is, aside of the question of stability and for bridges and similar structures fatigue, mainly the type of joints and connections. In the course of previous research projects, a for high strength steel modified design resistance function could be developed for fillet welds with same base metal by Rasche. The objective of the project was the review of the modified design resistance function for determining the carrying capacity of mixed connections with fillet welds of normal and high strength steels in order to improve the normative carrying capacity of fillet welds for mixed connections in the currently used steel standards. The results will be summarized and will be derived as a proposal for the future code development.

Im Stahlbau sind wegen der vergleichsweise “unbegrenzten” Duktilität Lochleibungsverbindungen Standardanschlüsse, deren Bemessungsvorschriften einfachen Ingenieurmodellen entstammen. Will man analog Lochleibungsverbindungen im Glasbau einsetzen, trifft man indes nicht auf diese Voraussetzungen, vielmehr sind Spannungsspitzen abpuffernde Zwischenschichten vorzusehen, um Lochleibungsdrücke übertragen zu können. So war das spröde Verhalten von Glas bis jetzt Hauptgrund dafür, dass technische Regeln für die Übertragung von punktförmig eingeleiteten scheibenparallelen Lasten, die den Einbezug von Glasscheiben auch in die Fassadenaussteifung ermöglichen würden, weitgehend fehlen. Am Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetallbau der RWTH Aachen wurden deswegen umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen an Lochleibungsverbindungen durchgeführt. Darauf aufbauend wurden analytische und numerische Modelle entwickelt mit dem Ziel, ein einfaches Ingenieurmodell herzuleiten, dessen Anwendung in der Praxis dann komplexe Finite-Elemente-Berechnungen weitgehend überflüssig machen würde.

Tragverhalten und durch Versuche abgeleitete Tragfähigkeitskriterien für Verbundanker, d.h. für nachträglich mittels eines Reaktionsharzes (und Härter) im Beton verankerte Stahldollen.

Kopfbolzen, die sehr nahe am Bauteilrand verankert werden, können infolge seitlichen Betonausbruchs versagen. Bei dieser Versagensart kommt es zu einem Abplatzen des Betons auf der Seitenfläche des Bauteils. Die Berechnung der Tragfähigkeit erfolgt dabei mit dem CC-Verfahren.
Numerische und experimentelle Untersuchungen zeigen, dass der bisherige Berechnungsansatz konservative Ergebnisse liefert. Um den Einfluss einzelner Parameter auf die Tragfähigkeit zu bestimmen, wurden Versuche verschiedener Autoren ausgewertet und ergänzende numerische Untersuchungen durchgeführt. Diese zeigen, dass
- der kritische Randabstand von 3.c1 auf 2.c1 reduziert werden kann.
- der Einfluss des Randabstandes geringer als bisher angenommen ist.
- der Einfluss der Betondruckfestigkeit unterschätzt wird.
- der Einfluss direkt nebeneinander liegender Kopfbolzen nicht berücksichtigt wird. Um wirtschaftlichere Ergebnisse für die Tragfähigkeit von randnahen Kopfbolzen zu erhalten wird ein modifizierter Berechnungsansatz aufgezeigt, der die Versuchsergebnisse und numerischen Berechnungen gut abbildet. Dieser Ansatz findet Eingang in die neue europäische Bemessungsnorm 'Design of Fasteners for Use in Concrete' und ermöglicht damit eine genauere Berechnung von Kopfbolzenverankerungen nahe am Bauteilrand für die Versagensart Blow Out.

Load Bearing Capacity of Headed Studs in Case of Blow Out Failure Mode
Headed studs placed near to the edge of a concrete member can fail because of blow out. In case of this failure mode the concrete spalls at the lateral surface of the concrete member. The failure load can be calculated by the Concrete capacity method (CCmethod).
Numerical and experimental investigation show that the CC-method leads to conservative results. To determine the influence parameters on the load bearing capacity the tests of different authors are evaluated and advanced numerical simulations are carried out. The evaluation shows that
- the critical edge can be reduced to two times the edge distance.
- the influence of the edge distance is smaller than assumed.
- the influence of the concrete compressive strength is underestimated.
- the influence of headed stud placed sided by side is not considered. To get more economic results relating the load capacity of headed studs at the edge a modification of the CC-Method is proposed. This modified CC-method corresponds quite well with the test results as well as with the results of the numerical simulations. The proposed design equation will be included in the European design guide 'Design of Fasteners for Use in Concrete'.

Sandwichelemente mit profilierten Deckschichten werden üblicherweise als Dacheindeckung eingesetzt. Um gebäudetechnische und architektonische Anforderungen zu erfüllen, ist es notwendig Öffnungen in die Dachebene einzubringen. Im vorliegenden Aufsatz werden experimentelle und numerische Untersuchungen zur Tragfähigkeit von Sandwichelementen mit profilierten Deckschichten und Öffnungen vorgestellt. Aufbauend darauf werden Berechnungsansätze für die verbleibenden Traglasten des Restquerschnittes angegeben.

Load bearing capacity of sandwich panels with profiled faces and openings.
Sandwich panels with profiled faces are usually used as roof covering. Due to different requirements it is necessary to cut openings into the roofing. In this paper experimental and numerical investigations of sandwich panels with profiled faces and openings are presented. As result, calculation models for the load bearing capacity of the effective cross section are given.

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Theoretischen Analysen der Tragfähigkeit von schlanken knickgefährdeten Bauteilen liegen Differentialgleichungen oder numerische Verfahren zur Ableitung der Tragfähigkeitsabminderung zugrunde. Die analytische Lösung von Hansen [4] liefert, mit ähnlichen Annahmen wie Haller [2], ein Nachweiskonzept mit direkter Ableitung der Ausmitte-Krümmung-Beziehung sowie der Tragfähigkeit für lineare und nichtlineare Spannungsverteilung im Querschnitt. Im vorliegenden Beitrag wird auf dem gleichen Lösungsweg die Tragfähigkeit mit der Annahme eines Spannungsblocks ermittelt. Mittels Grenzbedingungen wird zwischen gerissenem und ungerissenem Querschnitt unterschieden. Eine weitere Grenzbedingung definiert, ob der Querschnitt im Knick- oder Drucktragfähigkeitsbereich liegt. Je nach Fall und Bereich wird die Tragfähigkeitsabminderung direkt berechnet.
Am gedrückten Querschnittsrand kann es zur Entfestigung kommen. Der Abbau der Randspannungen führt zur weiteren Krümmung des Stabes und demzufolge zur weiteren Tragfähigkeitsabminderung.

Die Standsicherheit von Ziegelspitt-Schüttbetonwänden bestehender baulicher Anlagen muss mit Festigkeitswerten beurteilt werden, die an der jeweiligen Anlage selbst gewonnen werden. Die grosse Inhomogenität bedingt eine grosse Unsicherheit. Auf der Basis der Untersuchung von 182 Wandbereichen mit 1010 Bohrkernfestigkeitswerten kann eine statistisch fundierte Aussage über zu erwartende Festigkeiten gemacht werden. Am Beispiel eines dreigeschossigen Gebäudes mit den gemessenen Festigkeitswerten der Kernbohrungen wird eine Abschätzung der Standsicherheit vorgenommen.

Spannbeton-Fertigdecken, die in Deutschland unter der Bezeichnung “Spannbeton-Hohlplatten” durch allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen geregelt sind, werden in rund 100 m langen Produktionsbahnen mit Spannstahl ohne weitere Betonstahlbewehrung hergestellt. Bei der Begrenzung der Plattenbreite auf 1,20 m kann die Querbewehrung entfallen. Während die Querverteilung geregelt ist, stellt sich bei der Auflagerung auf biegeweichen Trägern und Unterzügen die Frage nach der Querkrafttragfähigkeit in Zusammenhang mit einer möglichen Rissbildung durch die aufgezwungen Verformungen. Um die genauen Versagensmechanismen und den Einfluss auf Tragfähigkeit zu untersuchen, wurde an der TU Kaiserslautern, Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion, ein Großversuch durchgeführt.

Im Zuge des “Stadtumbau Ost” werden zahlreiche Gebäude“zurückgebaut”, die in Plattenbauweise errichtet wurden. Neben ökonomischen Erwägungen sollten im Sinne nachhaltigen Wirtschaftens auch Wiederverwendungsmöglichkeiten von Teilen dieser Bauwerke betrachtet werden. Um nicht an die vorhandenen Geometrien gebunden zu sein, wird geprüft, inwieweit sich die Randbedingungen bei der Wiederverwendung ändern können. Es wird über Versuche an Spannbetondeckenplatten berichtet, bei denen die wirksame Querzugbewehrung im Auflagerbereich durch Kürzung der Platten wegfällt und demzufolge auftretende Querzugspannungen vom Beton zu übernehmen sind.

Sofern Stahlrohre (kreisförmige Hohlprofile) als Stützen oder Träger verwendet werden, können sie in Fundamente bzw. Wände aus Stahlbeton einbetoniert werden. Diese Anschlüsse wirken i. d. R. wie Einspannungen, die eine ausreichende Einspanntiefe erfordern. Im Folgenden werden in Stahlbetonkonstruktionen eingespannte Stahlrohre untersucht und Tragfähigkeitsnachweise unter Berücksichtigung der Einspanntiefe und Betondruckspannungen im Einspannbereich sowie darüber hinaus an den maßgebenden Stellen für die Stahlrohre geführt. Als Ergänzung zu den Berechnungsformeln werden Diagramme zur Verfügung gestellt, die die Wahl der Einspanntiefe vereinfachen. Bei vielen baupraktischen Anwendungsfällen reicht als Einspanntiefe der zweifache Rohrdurchmesser aus.

Load-bearing capacity of steel profiles with tubular sections restrained in reinforced concrete
If steel profiles with tubular sections are used as columns or beams, they can be restrained into foundations or walls made of reinforced concrete. These connections generally act like restraints that require a sufficient length. In the following, profiles with tubular sections restrained in reinforced concrete constructions are investigated and load-bearing capacity verifications are treated in consideration of the restraining length and concrete compressive stresses in the restraint area, as well as verifications at the relevant points of the profiles. As a supplement to the calculation formulas, diagrams are provided that allow the determination of the restraint length. In many practical applications, the double profile diameter is sufficient as restraint length.

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Der Beitrag befaßt sich mit der Tragfähigkeit von unbewehrtem Mauerwerk unter zentrischer und exzentrischer Druckbeanspruchung bei Anwendung des genaueren Berechnungsverfahrens nach DIN 1053-100.
Mit dem Übergang auf das neue Sicherheitskonzept ist die Nachweisführung bei zentrischer und exzentrischer Beanspruchung auf den in Europa inzwischen üblichen Spannungsblock umgestellt worden. Die Berechnung wird dadurch erleichtert. Die Erfassung der Traglastminderung infolge exzentrischer Beanspruchung erfolgt über einen Abminderungsfaktor gegenüber der vollen Tragkraft bei zentrischer Kraftwirkung. Der Knicknachweis wird ebenfalls über einen Abminderungsfaktor, der in Wandmitte neben der exzentrischen Druckkraft auch die Anteile aus Theorie II. Ordnung berücksichtigt, geführt. Neue Erkenntnisse im Hinblick auf Tragreserven sind dabei eingeflossen. In dem Beitrag werden die Hintergründe und die Nachweisführung erläutert und auch die Auswirkungen auf die Systemtragfähigkeit von Mauerwerkswänden behandelt. Abgerundet wird die Thematik durch eine Gegenüberstellung der Traglasten nach DIN 1053-1 und DIN 1053-100.

In diesem Beitrag werden sowohl die Drucktragfähigkeiten von Labortests aus der einschlägigen Fachliteratur als auch die Ergebnisse einer numerischen Studie zum Tragverhalten von Winkelprofilen bei Druckbeanspruchung und realen Lagerungsbedingungen aufbereitet und vergleichend dargestellt. Den Schwerpunkt bilden dabei beidseits geschraubte Ausführungsformen. Die präsentierten Drucktragfähigkeiten werden außerdem mit den gültigen Normenregelungen für den Freileitungsbau sowie für den allgemeinen Stahlbau (Hochbau) verglichen. Das ausgearbeitete Beispiel am Ende des Beitrags ergänzt den Vergleich und kann als Hilfestellung für die Praxis dienen.

Load bearing capacity of angle profiles under compression with realistic boundary conditions.
In this paper the compression capacities of tests in literature are compared with results of a numerical study considering realistic boundary conditions. The main focus is on compression members with bolted connections on both ends. The presented compression capacities are also compared with design rules of different codes for transmission towers and steel structures (buildings). At the end of the article, an example shows the suggested design procedure in practice.

Eine realitätsnahe Berechnung der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von historischen Mauerwerksstrukturen ist eine notwendige Voraussetzung zur sinnvollen Planung erforderlicher Sanierungsmaßnahmen. Dementsprechend erfordert die Bewertung gemauerter Brückenbauwerke ein Berechnungsmodell, welches in der Lage ist, den dreidimensionalen Mauerwerksverband mit allen wichtigen Eigenschaften hinsichtlich der Steifigkeit, Festigkeit und möglicher Versagensszenarien zu beschreiben. Der folgende Beitrag stellt die erstmalige Nachrechnung der 78 m hohen und 574 m langen Göltzschtalbrücke als dreidimensionales Tragwerk unter Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens vor. Die 1846 bis 1851 erbaute Eisenbahnbrücke wurde durchgängig in der dem römischen Aquädukt ähnlichen Form aus Natur- und Ziegelstein gemauert. Hierfür wurde in ANSYS® ein detailliertes 3D-Geometriemodell, welches den Einbauort verschiedener Mauerwerkssteine und die Lage des Verbandes der unterschiedlichen Mauerwerksarten beinhaltet, erstellt. Das nichtlineare Materialverhalten wurde mit einem in ANSYS® implementierten elastoplastischen 3D-Materialmodell für Mauerwerk erfaßt. Damit wurde es möglich, den Spannungs- und Verformungszustand der Struktur sehr realistisch abzubilden und die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit des Gesamtbauwerks unter Einbeziehung der Lastgeschichte plausibel nachzuweisen.

Einer der wichtigsten Werkstoffkennwerte von Mauerwerk im Hochbau ist aus konstruktiver Sicht die vertikale charakteristische Mauerwerksdruckfestigkeit. Beim Werkstoff Mauerwerk setzt sich diese aus der Steindruckfestigkeit und der Mörteldruckfestigkeit zusammen. Wesentlich für das Druckversagen von Mauerwerkswänden ist dabei vor allem das Zusammenwirken der Komponenten Mauerstein und Mauermörtel. Bei Betrachtung des Verformungsverhaltens der beiden Komponenten zeigt sich, dass unterschiedliche Querdehnungen in der Kontaktfläche zwischen Mauerstein und Mauermörtel den entscheidenden Ausschlag geben. Speziell durch eine querdehnungsbehindernde Bewehrung in den Mörtelfugen, die den auftretenden Querdehnungen entgegenwirkt, kann der Tragwiderstand von Mauerwerkswänden erhöht werden.
In einem Versuchsprogramm an Mauerwerkspfeilern mit unterschiedlicher Anzahl an textilglasgitterverstärkten Mörtelfugen wurde der Einfluss dieser Bewehrung auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass sich die Tragfähigkeit der Pfeiler mit zunehmendem Bewehrungsgrad der Lagerfugen steigert. Vor allem aus dem Verhältnis des vertikalen Abstandes zwischen den Bewehrungslagen und der Wanddicke lässt sich herleiten, dass sich ein höherer Bewehrungsgrad positiv auf die Tragfähigkeit des Mauerwerks auswirkt. Auf dieser Grundlage wird eine Empfehlung für mögliche Festigkeitssteigerungen formuliert, bei der alle Versuchsergebnisse noch auf der sicheren Seite liegen.

Berichtet wird über die Ermittlung der Knitterspannungen von Sandwichelementen. Es wird gezeigt, wie die Traglast von ebenen, leicht gesickten oder linierten Deckschichten ermittelt werden kann. Diese theoretisch berechneten Knitterspannungen werden mit Versuchsergebnissen verglichen. Voraussetzung für die richtige Ermittlung der Versagensspannung derart ausgebildeter Sandwichdeckschichten ist die genaue Kenntnis der Materialkennwerte des Polyurethanhartschaums. Auch darauf wird hingewiesen und die Kennwertbestimmung kurz erläutert.